論文の概要: Coherent transfer of the transverse momentum of an optical vortex beam
to the motion of a single trapped ion
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.04894v1
- Date: Fri, 10 Jun 2022 06:15:08 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-09 23:13:10.448939
- Title: Coherent transfer of the transverse momentum of an optical vortex beam
to the motion of a single trapped ion
- Title（参考訳）: 単一捕捉イオンの運動に対する光渦ビームの横運動量のコヒーレント移動
- Authors: Felix Stopp, Maurizio Verde, Milton Katz, Martin Drechsler, Christian
T. Schmiegelow, Ferdinand Schmidt-Kaler
- Abstract要約: 単一原子の質量運動の中心である軌道角運動量を持つ構造光ビームを用いて励起を実証する。
我々は,このコヒーレント相互作用を,我々の理論的予測と一致する有理逆ラム・ディッケ因子 $etamathrmexp_perp62(5)$ で特徴づける。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 22.42090005507693
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We demonstrate the excitation, using a structured light beam carrying orbital
angular momentum, of the center of mass motion of a single atom in the
transverse direction to the beam's propagation. This interaction is achieved
with a vortex beam carrying one unit of orbital angular momentum and one unit
of spin/polarization angular momentum. Using a singly charged $^{40}$Ca$^+$
ion, cooled near the ground state of motion in the 3D harmonic potential of a
Paul trap, we probe the narrow S$_{1/2}$ to D$_{5/2}$ transition near
$729\,\mathrm{nm}$ on its motional sidebands to quantify the momentum transfer.
Exchange of quanta in the perpendicular direction to the beam's wave vector
$\mathbf{k}$ is observed in case of the vortex shaped beam, in strong contrast
to the absence of this spin-motion coupling for the case of a Gaussian beam. We
characterize the coherent interaction by an effective transverse Lamb-Dicke
factor $\eta^\mathrm{exp}_{\perp}=0.0062(5)$ which is in agreement with our
theoretical prediction $\eta^\mathrm{theo}_{\perp}=0.0057(1)$
- Abstract（参考訳）: 我々は、軌道角運動量を持つ構造光ビームを用いて、ビームの伝播への横方向の単一原子の質量運動中心の励起を実証する。
この相互作用は、1つの軌道角運動量と1つのスピン分極角運動量を持つ渦ビームによって達成される。
ポールトラップの3次元高調波ポテンシャルの基底状態付近で冷却された単価$^{40}$Ca$^+$イオンを用いて、運動側バンド上の729\,\mathrm{nm}$付近の狭い S$_{1/2}$ D$_{5/2}$遷移を探索して運動量移動を定量化する。
渦状ビームの場合、垂直方向の量子をビームの波ベクトル $\mathbf{k}$ と交換することは、ガウスビームの場合はこのスピン-運動結合がないことと強く対照的に観測される。
このコヒーレント相互作用を,理論的な予測値である $\eta^\mathrm{theo}_{\perp}=0.0057(1)$ と一致した,効果的な横型ラムダイク因子 $\eta^\mathrm{exp}_{\perp}=0.0062(5)$ によって特徴づける。
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